혼자서 깜빡깜빡 스마트 램프

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“램프가 혼자 깜빡이고 있어요. 섭섭박사님이
왔다 갔다 하면서 몰래 켰다 껐다 하시는 거죠?”
“내가 빠르게 움직이고 있긴 하지만 난 아니야~.
회로를 잘 살펴보면 비밀을 알 수 있을 거야.
함께 알아볼까?”

STEP 1 배경지식 쌓기
미션! 회로를 구성하는 부품을 알아보자!


섭섭박사 : 선재야, 전기 회로에 대해 배운 적 있니?
선재 : 네, 5학년 때 과학시간에 전하, 전압, 전류, 저항 같은 것을 배웠어요. 전하는 전기 성질을 가진 입자예요. 또 전압은 전하가 많은 곳에서 적은 곳으로 이동하려는 힘이래요. 이때 전하의 흐름을 전류라고 하고요. 저항은 전류를 막는대요. 그래서 저항이 작으면 전류가 많이 흐르고 저항이 크면 전류가 적게 흘러요.
섭섭박사 : 잘 알고 있구나! 그럼 LED나 트랜지스터도 알고 있니?
선재 : 그건…, 모르겠어요. 섭섭박사님.
섭섭박사 : LED는 ‘발광다이오드’라는 전자 부품이야. 꼬마전구처럼 전류가 흐르면 빛을 낸단다. 하지만 꼬마전구와 다르게 극성이 있어. LED의 다리가 긴 쪽이 (+), 짧은 쪽이 (-) 극이란다.
선재 : 아, 그렇군요. 그런데 트랜지스터는 뭔가요?
섭섭박사 : 트랜지스터는 전기의 흐름을 조절하는 전자부품이란다. 전류나 전압을 증폭시키거나 아예 전기의 흐름을 끊는 스위치 역할을 하기도 하지.
선재 : 그럼 회로에 LED와 트랜지스터를 함께 연결하면…, 트랜지스터의 종류와 역할에 따라 LED가 빛을 내거나 내지 않을 수도 있겠네요!
섭섭박사 : 와~, 역시 잘생긴 선재는 똑똑하기까지 하구나! 오늘은 LED와 트랜지스터, 그리고 특별한 또 다른 부품을 이용해 회로를 만들 거야. 함께 시작해 볼까?
 

STEP 2 미션 주제 설정하기
오늘의 주인공! 빛감지센서

 
준비물 : 회로도면, 저항, LED, 트랜지스터, 빛감지센서,
알루미늄 테이프, 수은전지, 전선, 압핀, 고정핀 등
 
섭섭박사 : 또 다른 부품은 바로 ‘CdS’라고 부르는 빛감지센서야. 빛감지센서는 선재가 알고 있는 저항과 같단다. 빛을 비추면 저항이 작아지고 어두워지면 저항이 커져서 ‘가변저항’이라고도 해.
선재 : 아~, 저항은 전류를 흐르지 못하게 하니까…. 빛감지센서와 LED를 연결한 회로에 빛을 비추면 저항이 작아져서 전류는 많이 흐르고, 그 결과 LED가 밝게 빛나게 되겠네요!
섭섭박사 : 딩동댕. 하지만 스마트 램프에서는 조금 더 특별한 일이 일어난단다. 일단 만들어 보자!
 

❶ 도면에 맞춰 알루미늄 테이프를 붙인다.
❷ 압핀으로 도면의 이음새 부분에 구멍을 뚫는다.
❸ 저항, LED, 트랜지스터, 빛감지센서 등을 도면에 맞게 연결한다.
❹ 고정핀과 고정캡으로 부품을 단단히 고정한다.
❺ 전지를 끼운다.
❻ 손으로 빛감지센서를 가린다.

STEP 3 미션 수행하기

섭섭박사님, 빛감지센서에 빛을 비추면 저항이 작아져서 전류가 많이 흘러 LED가 밝게
빛나는 줄 알았는데…, 오히려 빛을 가리니까 LED가 밝게 빛나요!
 

STEP 4 한 걸음 더 생각하기
스마트 램프에서는 어떤 일이?

섭섭박사 : 트랜지스터가 무슨 일을 한다고 했지?
선재 : 전류나 전압을 증폭시키거나 전기의 흐름을 끊어 스위치 역할을 한다고….
섭섭박사 : 그럼 스마트 램프는 왜 반대로 어두운 곳에서 밝게 빛났을까?
선재 : 원래는 밝은 곳에서 센서의 저항이 작아져 전류가 많이 흐르지만…. 트랜지스터의 작용으로 반대가 됐군요!
섭섭박사 : 딩동댕. 트랜지스터가 전류의 흐름을 조절해 빛감지센서의 작용을 반대로 바꾸어 버렸단다.
선재 : 스마트 램프가 혼자 깜빡깜빡했던 것은 섭섭박사님이 아니라 빛 때문이었네요.
섭섭박사 : 무슨 소리야? 네가 손으로 센서를 계속 건드리고 있잖아~!
선재 : 헉, 내 손이 범인이었어!
김이겨레 : 하하. 잘생기고 똑똑한 선재는 못된 손을 가졌나 봐요.

글 : 최새미 기자
사진 : 최새미 기자
사진 : 동아일보
사진 : 플리커
어린이과학동아 2012년 17호